天线原理与设计3.4.4 平衡器——对称天线的馈电
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通常用软同轴线制作U形管,也可以用微带线制作U形 管平衡器,如图3-4-20所示。
图 3-4-19 U形管及其等效电路
图 3-4-16 λ/4扼流套
2. 附加平衡段平衡器
图 3-4-17 (a) 结构; (b) 等效电路
பைடு நூலகம்
图3-4-18是图3-4-17演变而来的微带线宽带平衡器: 图 中虚线所示 的中心带线a和b与接地金属板构成微带传输线,相当于图34-17中的主馈同轴线和附加开路同轴线,它们的特性阻抗分 别为Z0和Zb; 中心带线在DD处相接,相当于图3-4-17中的同 轴线在DD处连接; 金属接地板开槽构成的共面平板薄导体 平衡末端短路传输线相当于主馈同轴线和附加圆柱体构成的 末端短路双导线;G、F为馈电点,接天线双臂。因此,只要 尺寸选择合适,微带线平衡器同样可以做到不仅能保证平衡, 而且能在较宽的频带内实现阻抗匹配。同时,为了保证微带 线无漏辐射,在尺寸上要求接地板宽度B>3b,b为中心线宽。
3. U形管平衡器(U-balun) U形管平衡器是一段长度为λg/2的同轴线,结构如图3-419(a)所示。由于天线两臂均接内导体,对“地”是对称的, 因而它是平衡的。同时,由传输线理论可知,因A,B相点相 距λg/2, 对地的电位将等幅反相, VA为“+”,VB为“-”,因
U形管除了平衡作用之外,由图3-4-19(b)可知它还兼有 阻抗变换作用。
图 3-4-15 (a) 平衡馈电; (b) 不平衡馈电及其等效电路
1. λ/4扼流套(Quarter Wave Choke Balun) λ/4扼流套的结构如图3-4-16所示。它是在原同轴线的外 边增加一段长为λ0/4的金属罩,罩的下端与同轴线外导体短 接。这时,罩的内表面与原同轴线外导体的外表面便形成一 段λ0/4终端短路的新同轴线,它的输入阻抗为∞,使得馈电点 处的I4=0,因而扼止了I4
3.4.4 平衡器——
线天线总要通过传输线馈电,常用的传输线有平行双导 线和同轴线,前者为平衡传输线, 后者为不平衡传输线,因 平行双导线对“地”是对称的,故是平衡的。实际工作中, 许多天线本身是“平衡”的,例如对称振子,折合振子以及 后面将要介绍的等角螺旋天线等都是对称平衡的。
针对同轴线馈电时产生不平衡的原因,大体上有三种方 法可以使之平衡: 一是扼止I4,即在馈电点让I4=0,λ/4扼流 套即基于此原理; 另一个就是让左、 右臂均有分流,且为 均衡分流,但让它们不能对外产生辐射,附加平衡段平衡器 就基于这一设想; 还有一种就是让振子的两臂均接同轴线内 导体,形成对“地”自然平衡,与此同时,还要保证两臂等 幅馈电,U
图 3-4-19 U形管及其等效电路
图 3-4-16 λ/4扼流套
2. 附加平衡段平衡器
图 3-4-17 (a) 结构; (b) 等效电路
பைடு நூலகம்
图3-4-18是图3-4-17演变而来的微带线宽带平衡器: 图 中虚线所示 的中心带线a和b与接地金属板构成微带传输线,相当于图34-17中的主馈同轴线和附加开路同轴线,它们的特性阻抗分 别为Z0和Zb; 中心带线在DD处相接,相当于图3-4-17中的同 轴线在DD处连接; 金属接地板开槽构成的共面平板薄导体 平衡末端短路传输线相当于主馈同轴线和附加圆柱体构成的 末端短路双导线;G、F为馈电点,接天线双臂。因此,只要 尺寸选择合适,微带线平衡器同样可以做到不仅能保证平衡, 而且能在较宽的频带内实现阻抗匹配。同时,为了保证微带 线无漏辐射,在尺寸上要求接地板宽度B>3b,b为中心线宽。
3. U形管平衡器(U-balun) U形管平衡器是一段长度为λg/2的同轴线,结构如图3-419(a)所示。由于天线两臂均接内导体,对“地”是对称的, 因而它是平衡的。同时,由传输线理论可知,因A,B相点相 距λg/2, 对地的电位将等幅反相, VA为“+”,VB为“-”,因
U形管除了平衡作用之外,由图3-4-19(b)可知它还兼有 阻抗变换作用。
图 3-4-15 (a) 平衡馈电; (b) 不平衡馈电及其等效电路
1. λ/4扼流套(Quarter Wave Choke Balun) λ/4扼流套的结构如图3-4-16所示。它是在原同轴线的外 边增加一段长为λ0/4的金属罩,罩的下端与同轴线外导体短 接。这时,罩的内表面与原同轴线外导体的外表面便形成一 段λ0/4终端短路的新同轴线,它的输入阻抗为∞,使得馈电点 处的I4=0,因而扼止了I4
3.4.4 平衡器——
线天线总要通过传输线馈电,常用的传输线有平行双导 线和同轴线,前者为平衡传输线, 后者为不平衡传输线,因 平行双导线对“地”是对称的,故是平衡的。实际工作中, 许多天线本身是“平衡”的,例如对称振子,折合振子以及 后面将要介绍的等角螺旋天线等都是对称平衡的。
针对同轴线馈电时产生不平衡的原因,大体上有三种方 法可以使之平衡: 一是扼止I4,即在馈电点让I4=0,λ/4扼流 套即基于此原理; 另一个就是让左、 右臂均有分流,且为 均衡分流,但让它们不能对外产生辐射,附加平衡段平衡器 就基于这一设想; 还有一种就是让振子的两臂均接同轴线内 导体,形成对“地”自然平衡,与此同时,还要保证两臂等 幅馈电,U